Принцип горизонтального бурения

Горизонтальное бурение

Это метод, когда необходимо проложить определенные коммуникации, не нарушая целостности поверхностного слоя земли, путем направленного бурения скважин под землей в горизонтальном направлении с дальнейшим прокладыванием в них труб. Такая технология имеет все преимущества в условиях тесного проживания людей, когда необходимо оставить нетронутым ландшафт или нанести минимальный урон местам проживания людей. О всех этапах ГНБ и их кратком описании вы сможете узнать далее.

Общее описание технологий

Процесс ГНБ делится на три этапа:

  1. Бурение пилотной скважины малого диаметра в заданном направлении;
  2. Расширение скважины до требуемых размеров для установки трубопровода;
  3. Прокладывание трубопровода.

Как происходит горизонтально направленное бурение

Горизонтальное бурение происходит при помощи специально устроенной буровой головки, имеющей технологический скос для разрушения породы и посадочное место под излучатель. Буровая головка соединена с подвижным приводным стержнем, позволяющим задавать нужное направление движения бура, с возможностью обхождения препятствий.Со старта бурения к основанию бура, через конструктивные отверстия, подается специальный раствор. Смешиваясь в скважине с измельченным грунтом, раствор образует суспензию, которая уменьшает трение стержня с головкой, охлаждает бур и укрепляет стенки скважины, снижая риск обрушения. Также буровой раствор нужен для промывания скважины от шлама.Двигаясь по заданной траектории, буровая головка достигает запланированной точки выхода на поверхность.

Рекомендованная услуга – Медно-графитовая смазка. Используется для защиты и герметизации резьбовых соединений.

Машины и рабочее оборудование

Оборудование, используемое для прокладки коммуникаций методом ГНБ, разделяется:

  • Машины для совершения горизонтального бурения;
  • Системы локации, применяемые для координации позиционирования буровой головки;
  • Вспомогательные инструменты для ГНБ установок.

Если вам нужна качественная установка горизонтально-направленного бурения по привлекательной цене, тогда Вам сюда. Установка ГНБ FORWARD OS-10 снабжена лучшими комплектующими от известных и надёжных брендов, что в свою очередь хорошо отражается на приятном использовании оборудования.

Машины для ГНБ

Все работы проводятся дорогостоящими профессиональными комплексами. Машины могут иметь разную конфигурацию, но основные части у них общие:

  • Рама;
  • Дизельный двигатель (ДВС);
  • Силовая часть (гидронасосы распределители).

По классу машины разделяются на мини, миди и макси. Где мини – самые простые облегченные малотоннажные установки. Такая машина обладает небольшими размерами, и применяется при работе с трубами малого диаметра и ограниченной длиной трассы.

Более крупные буровые установки характеризуются средними и максимальными диаметрами труб и увеличиной длиной бурения. Также нужно обращать внимание на величину расхода буровой смеси и допустимый радиус изгиба буровых штанг, который является критерием способности изменять траекторию бурения во время работы ГНБ установки.

Навигация для ГНБ

Так как во время бурения головка находится в невидимой зоне, то контролировать процесс помогает система локации. Она состоит из излучателя, расположенного в буровой головке, и принимающего локатора, который выдает полученную информацию на дисплей, для визуального мониторинга траектории бурения и своевременного реагирования на возможные преграды.

Вспомогательные инструменты

К ним относятся: буровой инструмент ГНБ, вертлюги, серьги, фиксаторы для протяжки ПВХ обсадных элементов трубопровода. Также насосы для выкачивания буровых растворов, электрогенераторы, расширители и переходники.

Поэтапное выполнение

Подготовительные работы

До начала работ проводится обследование трассы: исследуется грунт, свойства и его состав, расположение возможных коммуникаций. Делаются расчеты по навигации и оформляется нормативно-техническая документация на исполнение работ. При необходимости зондируются сложные участки будущей трассы на предмет пересечения с имеющимися подземными инженерными коммуникациями. В результате разрабатывается оптимальная траектория бурения. Уделяется пристальное внимание технике безопасности работников буровой машины и людей, которые могут оказаться поблизости.

На подготовительном этапе формируется площадка, на которой будет располагаться буровая установка, производятся земельные работы. Ее размеры и положение зависят от габаритов бурового комплекса, диаметра и глубины залегания скважины, ее протяженности.

Пилотная скважина

Когда подготовительные работы закончены, можно начинать построение пилотной скважины. Это основной этап в разработке, от которого зависит достижение конечной цели.

Перемещение буровой головки контролируется при помощи локатора, принимающего сигнал от излучателя, расположенного в ней. Информация о нахождении бура передается на монитор оператора буровой машины, по которой определяется соответствие заданной траектории маршрута бурения. По окончании построения пилотной скважины, буровая головка выходит на поверхность или на финишную проектную точку.

Расширение бурового отверстия

Далее следует этап расширения пилотной скважины. Буровая головка заменяется на другой тип насадок для горизонтального бурения – риммер. Конструктивный элемент, представляющий собой лопасти, закрепленные на одной оси, с режущими зубцами, который вращаясь и двигаясь в обратном направлении, увеличивает диаметр скважины. Если необходим большой размер отверстия, таких челночных проходов может быть несколько, с последовательной заменой риммеров, до достижения нужного диаметра.

Прокладывание трубопровода

На обратной от буровой машины стороне к последнему риммеру, при помощи вертлюга, гасящему вращательное движение буровых штанг, и скоб, прикрепляют элементы трубопровода и прокладывают в скважину.

После завершения строительства трубопровода, исполнитель сдает заказчику отчетную документацию, где указывается действительное положение трубопровода, с обозначениями координат местности.

Плюсы и минусы технологии

  • Тип почвы, ландшафт и его строение, присутствие водоемов не препятствуют процессу горизонтального бурения. Скученность городских построек, загруженность автомобильных дорог или охраняемые природные и культурные территории – такой способ прокладывания коммуникаций не навредит их состоянию;
  • Меньше времени и сил тратится на получение разрешений для проведения работ, так как не нужно перекрывать движение автомобильного и железнодорожного транспорта;
  • Снижаются расходы на привлечение тяжелой техники и рабочих для проведения масштабных земельных работ;
  • За счет привлечения профессиональных исполнителей и высокотехнологичных установок, минимизируются сроки монтажных работ;
  • Автономность буровых комплексов исключает зависимость от внешних источников питания;
  • ГНБ может успешно проходить при высоком залегании грунтовых вод. На скорость и продолжительность работ они не влияют;
  • Про ГНБ можно заключить, что это минимальный вред природе и человеку.

Но есть и ограничения в применении технологии ГНБ

Экономическая целесообразность. При глубине закладки труб менее 1,5 метров и отсутствии сооружений на территории работ – выгоднее прокладывать трубопровод обычным траншейным способом.

Заметно, что плюсов у технологии горизонтального бурения больше, чем минусов. Преимущества и перспективы развития очевидны. По мнению аналитиков отрасли применение комплексов бестраншейного способа прокладки коммуникаций будет увеличиваться с каждым годом.

Горизонтальное бурение: преимущества и технология исполнения

Горизонтально направленное бурение (ГНБ) — это способ прокладки труб, а также кабелей без рытья траншей, выполняемый, как правило, под автомобильными и железными дорогами. Для реализации такого метода используется специальная техника, к которой можно отнести буровые установки направленного бурения. С помощью таких установок работа производится на 90% под землёй.

Метод горизонтального бурения — это современный способ прокладки трубопроводов разного назначения

Назначение и основные достоинства метода ГНБ

Метод горизонтально направленного бурения на сегодняшний день считается очень востребованным. В первую очередь — это связано с тем, что использование такого метода позволяет снизить финансовые затраты по прокладке трубопровода в 2,5–3 раза.

Рассмотрим основные задачи, которые выполняются посредством этого способа:

  • прокладка труб, которые будут выполнять функцию защитного футляра (кожуха) для различных силовых кабелей;
  • технология ГНБ позволяет провести бестраншейный монтаж трубопроводов, которые транспортируют питьевую воду или стоки.

Важно! Прокол под железной дорогой или автополотном — это единственный вариант монтажа коммуникации без рытья традиционной траншеи.

ГНБ прокол под дорогой или другим инженерным сооружением позволяет сохранить природный ландшафт, что также является важным достоинством. Рассмотрим другие преимущества ГНБ:

  • помимо финансовых расходов, снижаются и трудозатраты, так как основную работу выполняет специальная техника;
  • с помощью ГНБ прокола можно проложить трубопровод или кабельный канал не только под транспортными путями, но и под водоёмами.
  • для такой работы не требуется большое количество человек. Как правило, достаточно небольшой бригады, состоящей из 3–5 человек.

Для выполнения таких работ не требуется много места, а окружающий ландшафт не будет испорчен

Бурение горизонтальных скважин по праву можно считать уникальным способом, технология которого исключает нанесения вреда окружающей среде и снижает трудозатраты, а также денежные расходы.

Необходимое оборудование

Всю технику, которая эксплуатируется для бурения методом ГНБ, подразделяется на несколько основных разновидностей:

  • машина для горизонтально направленного бурения ГНБ;
  • локационная система для бурения;
  • второстепенные комплектующие (скобы, фиксаторы и т. д.).

Локационная система для бурения горизонтальных скважин необходима для организации контроля над буром. Это очень важно, так как бур во время работы находится в почве, то есть, за пределами видимой зоны. Такая система предохраняет бур от столкновения с различными преградами, которые могут повредить буровое оборудование.

Геолокационная система для контроля рабочего процесса оснащается мини-зондом, который необходим для отслеживания геолокационных показателей во время бурения. Мини-зонд устанавливается на головку бура и на аппарат. Данные, передающиеся зондом, поступают оператору, который вносит коррекцию в рабочий процесс.

Стоит отметить, что оборудование для ГНБ является довольно дорогим и относится к профессиональной технике. Установка горизонтального бурения (УГБ) может иметь различную конфигурацию, однако, все такие машины состоят из следующих конструктивных элементов:

  • кузов;
  • двигатель;
  • ходовая часть.

Оборудование для ГНБ является профессиональным и имеет высокую стоимость

Функциональная часть УГНБ состоит из трёх основных составляющих:

  • буровой элемент;
  • шланг, который подаёт воду на буровой элемент (это необходимо для охлаждения бура);
  • панель управления.
Читайте также  Принцип работы 5 цилиндрового двигателя

Все УГНБ классифицируются по одному главному показателю — граничному усилию протяжки. К другим характеристикам этих машин можно отнести:

  • показатели сечения канала, который может выполнить такая машина;
  • максимальная длина канала;
  • показатель расхода бетонита (л/мин);
  • использование метода горизонтального бурения учитывает также максимально возможный радиус изгиба буровых штанг. Этот показатель считается очень важным, так как влияет на подвижность буровой установки и на её возможность обхода различных препятствий.

К второстепенному оборудованию относят следующие устройства:

  • фиксаторные элементы;
  • переходники;
  • расширители;
  • насосное оборудование;
  • генераторы, функционирующие от электричества;
  • устройства для освещения.

Установка горизонтального бурения должна быть подобрана правильно, в соответствии со всеми факторами, перечисленными выше.

Подготовительные работы перед ГНБ

Горизонтальное бурение подразумевает прокол, осуществляемый профессиональным оборудованием. Однако перед тем как приступить к бурению под дорогой, необходимо выполнить подготовительные работы.

Бурение горизонтальным способом требует проведения подготовительных работ

В первую очередь нужно подготовить ровную площадку для буровой установки. Для этого необходимо разровнять площадку, которая должна иметь примерный размер 10х15 м. Кроме этого, в некоторых конкретных ситуациях не обойтись без подготовки объездного пути для бурового комплекса.

Важно! Подготовленная площадка в обязательном порядке должна быть ограждена предупреждающей лентой. Это необходимо для того, чтобы исключить проникновение посторонних людей на территорию. Такая лента устанавливается на высоте примерно 80 см над землёй.

Площадка под бурильную технику подготавливается в том месте, где будет прокладываться скважина. После подготовки площадки необходимо провести установку бурильного оборудования и расположить его в нужном положении для осуществления прокола.

Кроме этого, стоит заякорить опорную плиту для оборудования. Это мероприятие производится посредством шнеков. Далее, необходимо отрегулировать угол входа бура в грунт.

Прокол методом горизонтально направленного бурения ГНБ производится с учётом техники безопасности, а также всех необходимых строительных норм. В процессе бурения применяется специальный бентонитовый раствор. Аппарат, подготавливающий этот раствор, должен находиться сбоку от установки горизонтально направленного бурения. Дистанция между УГНБ и установкой для подготовки бентонита должна составлять не менее 10 м. Бентонитовый раствор выполняет следующие функции:

  • укрепление стенок скважины канала;
  • а также этот раствор способствует удалению грунта из канала.

В местах входа и выхода канала рекомендуется обустройство специальных приямков, в которые будет утилизироваться лишний раствор. Помимо этого, необходимо наладить постоянную радиосвязь между руководителем бурильного процесса и операторами техники.

Рассмотрим, что ещё необходимо выполнить в процессе подготовки к горизонтальному бурению ГНБ:

  • определить места, где проходят подземные коммуникации, чтобы не задеть их при бурении;
  • изучить состав грунта и его особенности. Это нужно для выбора оптимальной трассы бурения.

В месте прокола должно быть небольшое углубление, заполненное бетонитовым раствором

Выполнение пилотной скважины

После того как все подготовительные работы будут сделаны, можно приступить непосредственно к прокладке труб методом горизонтального направленного бурения. Для этого буровая установка располагается в необходимом месте. Далее, нужно выполнить проверку (пилотную скважину). Показатели сечения такой скважины должны быть примерно 100 мм.

При организации пилотной скважины под железнодорожными путями или дорогой, движение бурового элемента должно регулироваться системой геолокации. Без такой системы или в случае её неисправности запрещено выполнять бестраншейные работы.

Первоначальная позиция головки бура, как правило, составляет 10–20° по отношению к горизонту. Этот угол должен постоянно уменьшаться в зависимости от глубины погружения. После того как будет достигнута нужная глубина для прокладки трубопровода методом ГНБ, производится бурение в горизонтальной плоскости. Во время бурения разрешается вносить коррективы в движение бурильного наконечника. Коррекция движения бура осуществляется в том случае, если он отклоняется от заданной траектории. Определение отклонения от нужной траектории выполняется с помощью системы позиционирования.

Метод прокола подразумевает проверку положения бура посредством геолокационной системы через каждые 3 м. После прохода определённой точки головка бура начинает продвигаться вверх, что позволяет достигнуть точки выхода. Выход из грунта (так же как и вход) должен быть заранее рассчитан и выполняться под строго определённым углом.

Пилотную скважину необходимо расширить, это делается при помощи специального приспособления — риммера

Расширение

На следующем этапе прокладки труб под дорогой необходимо провести расширение пилотного канала. Для этого производится демонтаж бурильной головки, а на её место устанавливают специальное устройство — риммер. Риммер — это конструктивный элемент, используемый при прокладке труб методом ГНБ, который выполняет функцию расширения пилотного канала. Стоит отметить, что риммер является расширителем обратного действия (он протягивается от выхода канала к его входу).

С учётом технологии бурения ГНБ, чтобы достичь необходимых показателей диаметра, расширение выполняется от одного до нескольких раз. Количество расширений зависит от того, каким диаметром должна обладать будущая скважина.

Горизонтальное бурение может выполняться и в тяжёлых условиях (плохая почва, обилие помех на пути бура и т. д.). В таком случае работы по расширению скважины выполняются до того, как в канал будут проложены необходимые коммуникации. Кроме этого, стоит отметить, что все работы должны выполняться с использованием охлаждающей жидкости. Это связано с тем, что геолокационная аппаратура является очень чувствительной к повышенным температурам. Прокол дороги — серьёзное мероприятие, которое должно быть продумано от начала и до конца.

Существует ещё один важный фактор, который стоит предвидеть — осыпание грунта. Прокол под дорогой методом ГНБ должен также учитывать то, что перед началом протягивания пластиковых или металлических труб в скважину их необходимо соединить. Конструкция должна быть надёжно соединена, иначе могут возникнуть проблемы. Далее при выключенном бурильном оборудовании выполняется стыковка кольцевого расширителя со штангами. Затем через вращающийся вертлюг стыкуют необходимую коммуникацию. Для стыковки потребуется специальный переходной элемент или другое возможное устройство.

Полезная информация! Метод ГНБ учитывает подбор расширительной детали по такому расчёту: канал должен быть на 25% больше протягиваемого трубопровода. Если коммуникация прокладывается с теплоизоляцией, то тогда канал должен быть больше на 50%.

Готовый канал должен быть шире трубы примерно на четверть

Если показатели давления внутри канала большие, то тогда бентонитовый раствор равномерно заполняет пространство между наружной стенкой трубы и внутренней стенкой скважины. После того как бентонитовый раствор затвердеет, исключается просадка почвы.

Прокладка трубопровода

Прокол под железной дорогой или автомобильным полотном выполняется в первую очередь. Далее, производится расширение скважины до нужного диаметра. На третьем этапе выполняют по методу ГНБ прокладку труб.

Это производится довольно просто: трубопровод затягивается вместе с последним расширительным риммером. Крепление коммуникации к расширителю производится посредством специальных соединительных скоб или вертлюг.

Предварительно выполняется протягивание проводника через готовый канал. Это необходимо при организации кабельной проводке в коммуникации. В таком случае трубопроводная конструкция будет служить защитным кожухом, предохраняющим проводку в грунте от повреждения.

Такая технология позволяет быстро, надёжно и экономно протянуть трубопровод через грунт без организации траншей, которые, как правило, выполняются вручную. После прокладки трубопровода ГНБ можно считать завершённым. В конце необходимо эвакуировать бурильное и другое оборудование с рабочей площадки.

Технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ)

Метод ГНБ – технология горизонтально-направленного бурения. На этой странице вы найдете максимум информации о возможностях, способах и принципах технологии горизонтального и наклонного бурения при прокладке труб, организации проколов и т.д.

Выполнение работ на основе всех описанных методов вы можете заказать в нашей компании!

100% гарантия качественного результата и фиксированной цены на услуги ГНБ!

Все технологические работы мы выполняем по новым СП, заменившим ГОСТы.

Регион работы: Москва, Новая Москва, Подмосковье, смежные с Московской областью районы.

Бурение по технологии ГНБ

ГНБ (горизонтально-направленное бурение) – технология, которая используется для прокладки подземных инженерных коммуникаций. Данный вид бурения применяется в следующих обстоятельствах:

  • — техническая невозможность прокладки сетей при помощи траншеи или наличие официальных запретов;
  • — необходимо оставить нетронутыми инфраструктуру и элементы окружающей среды в пределах проекта;
  • — наличие технического и экономического обоснования.

Компания «Центр горизонтально-направленного бурения» ведет проекты в индивидуальном порядке, давая необходимое обоснование для того или иного способа работ.

Каждый конкретный объект требует выполнение технико-экономических расчетов, результатом которых станет обоснование выбора того или иного метода бурения. К примеру, в расчетах траншейного способа необходимо учитывать множество факторов, которые влияют на бюджет и сроки: перекладка существующих коммуникаций, организация движения транспорта на участке, обеспечение защиты окружающей застройки и природы от негативного влияния производимых работ. В случае ГНБ прокладка ведется, не затрагивая наземные слои, но предусматриваются небольшие строительные площадки для точек входа и выхода бура.

Наша компания гарантирует выполнение работ методом ГНБ с минимальной площадью наземного вмешательства!

Прокладка коммуникаций с помощью ГНБ обычно включает следующие этапы:

В стесненных условиях направление протягивания определяется возможностью размещения площадки для раскладывания и сборки трубопровода.

Устройство инженерных коммуникаций обязательно должно содержать проект закрытого перехода, выполняемого принципом ГНБ, разработка которого ведется на основании:

  • — задания на проектирование;
  • — технических условий на прокладываемую коммуникацию, выдаваемых эксплуатирующими организациями;
  • — нормативных документов на проектирование и прокладку конкретного вида подземной коммуникации.
Читайте также  Системы карбюратора и принцип их работы

В компании «Центр горизонтально-направленного бурения» вы сможете получить как услугу составления проекта ГНБ, так и услугу по выполнению необходимых работ. Наши заказчики получают гарантию реализации поставленных задач в полной мере благодаря тесному взаимодействию проектной группы с управлением по производству буровых работ.

Работы по методу ГНБ

Прокладка методом направленного бурения требует применения специального оборудования и проведения подготовительных работ, которые включают:

  • — геодезическую разбивку трассы и вынос в натуру точек начала забуривания и выхода бура из грунта;
  • — уточнение местоположения и глубины заложения существующих коммуникаций и подземных объектов по трассе закрытого перехода с участием технического заказчика;
  • — подготовку строительных площадок для размещения необходимых техники, материалов и помещений;
  • — монтаж и заземление буровой установки в точке начала забуривания;
  • — контроль исправности и работоспособности локационной системы.

Если трасса бурения проходит по нестабильным грунтам (галька, гравий, песок), проводятся дополнительные мероприятия: крепление обсадной трубой, предварительное закрепление грунтов, устройство разгрузочных и наблюдательных пьезометрических скважин.

Важность подготовительных работ при выполнении закрытых переходов методом ГНБ сравнима с планированием в бизнесе или разминкой в спорте – можно обойтись, но результат непредсказуем. Специалисты нашей компании приступают к работе только после прояснения всех деталей проекта.

Бурение пилотной скважины

Работы по бурению пилотной скважины начинаются с закрепления и заземления буровой установки. Пилотная скважина бурится по траектории и под углом, соответствующим проекту прокладки коммуникации. Для различных видов грунта применяются сменные насадки. Траектория движения бура контролируется специальной локационной системой.

Бурение пилотной скважины – один из самых важных этапов при выполнении работ методом ГНБ, особенно при устройстве каналов для прокладки самотечных коммуникаций. Мы гарантируем устройство скважины в соответствии проектному решению.

Расширение горизонтальной скважины

После прокладки пилотной скважины принципом ГНБ производится её расширение, для чего по ходу трассы протягивается специальный вращающийся расширитель по направлению к буровой установке. Сама конструкция расширителя подбирается в зависимости от условий трассы перехода, свойств и особенностей грунтов. Окончательный диаметр бурового канала определяется с учетом множества параметров: диаметра трубопровода (пакета труб), длины и трассы перехода, инженерно-геологических условий, характеристик буровой установки и вспомогательного оборудования. При этом диметр бурового канала должен превышать внешний диаметр трубопровода на 20-50%, а в случае протягивания в твердых связных грунтах – не менее чем на 30%.

Чтобы избежать возможного обрушения, нужно уделить особое внимание виду грунтов, где происходит расширение, и правильно подобрать количество бентонита и полимеров. А занижение диаметра скважины может привести к повторному выполнению всех этапов работ.

Рекомендуемые соотношения между длиной закрытого перехода, диаметрами протягиваемого трубопровода (пакета труб) и бурового канала приведены в таблице.

Наружный диаметр
трубопровода или
пакета труб, мм
Длина перехода, м Диаметр бурового
канала не менее, мм
До 200 До 50 1,2 Дн
50-99 1,3 Дн
100-299 1,4 Дн
Св. 300 Дн +100
201-599 50-99 1,3 Дн
100-299 1,4 Дн
Св. 300 1,5 Дн
Св. 600 Св. 100 Дн +300

Сборка трубопровода и организация технологического изгиба для подачи в грунт

К моменту завершения расширения бурового канала сборка и подготовка трубопровода к протягиванию должна быть уже завершена. Трубопровод проходит испытание и устанавливается, при необходимости, на роликовые опоры. Если протягивание происходит в стесненных условиях, то допускается наращивание следующих секций труб в процессе прокладки. Здесь важно обеспечить устойчивость стенок расширенного бурового канала.

Прочность соединению труб лучше всего обеспечивает стыковая сварка. Для обеспечения подачи стального трубопровода в буровой канал и предотвращения недопустимых деформаций трубопроводу придают соответствующий технологический изгиб. В зависимости от конкретных условий строительной площадки и характеристик трубопровода подача собранной плети в скважину производится путем:

  • — устройства наклонной трассировки подходного участка в створе трубопровода (спусковой дорожки) с учетом допустимого радиуса естественного изгиба трубопровода;
  • — подъема трубопровода распределенными вдоль плети трубоукладчиками при разной высоте удерживающих их катков.

Мы гарантируем качественное выполнение работ по сварке полиэтиленовых и стальных газопроводов. В штате компании «Центр горизонтально-направленного бурения» все сварщики и сварочное оборудование аттестованы в НАКС, также аттестована технология сварки. Сварка полиэтиленовых труб выполняется на оборудовании высокой степени автоматизации.

Протягивание трубопровода по скважине

Используя для бурения метод ГНБ, нужно учитывать, что протягивание трубопровода должно осуществляться с минимальным перерывом после завершения расширения и калибровки бурового канала. Плеть трубопровода при этом должна иметь максимальную длину по условиям растяжки. Буровой раствор в скважину необходимо подавать на всем протяжении протягивания трубопровода. При протягивании важно вести контроль над тягловым усилием с помощью специальных приборов.

В процессе протягивания не допускаются остановки и перерывы, которые чреваты заклиниванием трубы. Если всё-таки возникает необходимость в перерыве, вызванном технологическими причинами, то для предотвращения прихвата бурового раствора к стенкам канала проводится его периодическая циркуляция, проворачивается буровая колонна.

Важно! После протяжки трубопровода в скважину необходимо провести все работы, которые требуют нормы и правила при прокладке конкретной коммуникации методом ГНБ.

Завершающие работы

После окончания протягивания трубопровода должны быть выполнены следующие работы:

  • — демонтаж технологических устройств и систем;
  • — удаление и утилизация остатков буровых жидкостей;
  • — удаление и утилизация остатков бурового шлама;
  • — герметизация концов проложенного трубопровода путем установки заглушек;
  • — демонтаж ограждений и обратная засыпка рабочих котлованов, приямков и т.п.;
  • — очистка и планировка рабочих площадок на точках входа и выхода;
  • — очистка и техобслуживание буровых штанг и инструмента;
  • — ремонт и восстановление подъездных дорог;
  • — восстановление плодородного слоя грунта в случаях нарушения.

ПРИМЕЧАНИЕ: приведенная в данном разделе информация соответствует СП 341.1325800.2017 «Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением» и дополнена информацией по опыту выполнения работ «Компанией «Центр горизонтально-направленного бурения».

Технические характеристики ГНБ

Ниже вы найдете ответы на самые популярные вопросы по техническим характеристикам и параметрам технологии ГНБ.

Возможности компании «Центр горизонтально-направленного бурения» позволяют выполнять закрытые переходы методом ГНБ для прокладки труб различного диаметра: минимальный – 50 мм, максимальный – 800 мм.

Наша компания применяет стальные и полиэтиленовые трубы.

В наших возможностях выполнить закрытый переход методом ГНБ с длиной прокола от 24 до 600 погонных метров.

Зависит от диаметра и материала труб, а также от установки и длины штанг.

На сроки, как правило, влияет множество факторов: стесненность условий, характеристики прокладываемой коммуникации, геологические условия и т. д.
Приведем пример из практики. Закрытый переход методом горизонтально-направленного бурения двух футляров Ду315, протяженностью каждого 70 пог. м, на расстояние 2 м, был выполнен за 12 часов.

Размеры котлована для ГНБ зависят, исключительно, от прокладываемой коммуникации и материала труб. Для кабелей в полиэтиленовом футляре достаточно приямка с рукавом (1х1 м), для стальных футляров прямых участков (самотечные коммуникации) необходима заводная траншея.

Метод ГНБ может применяться в условиях любых грунтов.

Ограничений по времени года нет. Зимой выполняется ряд дополнительных мероприятий, используются полимеры, предназначенные для зимних работ, а также незамерзающая жидкость для промывки. Цена выполнения работ по ГНБ зимой выше на 15-25%.

Выполнение работ в ночное время требует предварительного согласования. При необходимости наши специалисты могут вести работы 24/7.

Расчет тягового усилия производится в соответствии с СП 341.1325800.2017 «Подземные инженерные коммуникации. Прокладка горизонтальным направленным бурением». Информация дополняется опытом выполнения данных работ компанией «Центр горизонтально-направленного бурения».

Чаще всего невозможность проистекает из ошибок, допущенных при проектировании. В ближайшем будущем 80% работ по бурению будут выполняться закрытым способом, преимущественно горизонтально-направленным методом.

Виды технологии ГНБ

Многие компании и заказчики различают:

  • — Метод горизонтального бурения
  • — Метод наклонного бурения
  • — Технология прокола
  • — Бестраншейная прокладка
  • — Закрытый переход

Но по сути все эти работы выполняются методом ГНБ.

Метод ГНБ

Особенности метода горизонтально-направленного бурения

При использовании способа ГНБ стоимость аналогичных работ понижается в 2-3 раза. Если на ландшафте не представляется возможным проведение коммуникаций традиционным способом с рытьем траншей, применяется именно прокол в грунте.

Метод горизонтально-направленного бурения используется в различных целях:

  • Прокладка трубо-, газопроводов, электрических кабелей и других коммуникаций к зданиям;
  • Формирование скважин для добычи нефти и других полезных ископаемых;
  • Замена устаревших коммуникаций и оборудования;
  • Обустройство подземных магистралей.

Помимо востребованности технологии, ГНБ дает определенные преимущества:

  • Разрушения на поверхности сводятся к минимуму (необходимо вырыть только 2 котлована);
  • Для проведения работ необходима небольшая бригада из 3-5 человек;
  • Оборудование для бурения мобильно, легко доставляется и устанавливается на место ведения работ.
  • Метод ГНБ позволяет быстрее и дешевле оборудовать коммуникации, благодаря чему технология обрела высокую популярность повсеместно.

Общее описание технологии

При ГНБ прокладке используется буровое оборудование (подробнее о принципе работы установок ГНБ читайте в нашем блоге). Общая технология прокола сводится к следующим манипуляциям:

  1. Подготавливается проектная документация с расчетами для точного горизонтального бурения в грунте;
  2. Проекты согласуются с местными органами власти или владельцами участка;
  3. На локации, где будет проводиться бурение, вырывается 2 котлована в месте старта работ и в месте выхода коммуникации;
  4. С помощью бурового инструмента организуется прокладка нужного оборудования;
  5. Завершение работ, удаление котлованов, восстановление объектов на месте их нахождения в случае необходимости.

Приведенное описание является кратким, на данный момент разработано несколько видов ГНБ работ. Применение конкретного вида горизонтального бурения проводится в зависимости от типов почвы, прокладываемых коммуникаций и других факторов.

Буровая оснастка

При технологии бурения используются различные инструменты:

  • Буровая машина (Установка ГНБ). Это промышленное оборудование, работающее на дизельном топливе. Управление и передвижение осуществляется оператором. Бурение основано на функциональных частях таких машин: лафете, гидростанции, панели управления.
  • Вспомогательный инструмент. Для продавливания или прокалывания почвы применяются различные инструменты: штанги, расширители, насосы, винтовые элементы с резьбой и т.д. В зависимости от типа и стадии проводимых работ бригада устанавливает на буровую машину разный инструмент.
  • Система локации. При ГНБ важно соблюдать траекторию прохождения бура, точность выхода во втором котловане. Для этого на головке бура устанавливается зонд, а рабочие отслеживают передвижение инструмента с помощью локатора.
  • Медно-графитовая смазка. Применяется для смазывания мест соединения буровых штанг.

Каждая часть промышленной оснастки для ГНБ выполняет важную роль, требует профессионального обращения и регулярного обслуживания.

Поэтапное выполнение ГНБ

Процесс бурения требует внимательного отношения, контроля, соблюдения технологических особенностей на каждом этапе.

Подготовительные работы

Перед прокладкой подземных коммуникаций ландшафт и оборудование необходимо подготовить:

  1. Оборудование площадки для буровой машины универсального размера 10х15 м;
  2. При необходимости – подготовка объездного пути для машины;
  3. Установка бурильного оборудования и пилотной штанги непосредственно в месте входа в почву бура;
  4. Фиксация инструмента с помощью анкеров на ровной площадке во избежание смещения или подвижности при ГНБ;
  5. Регулировка инструмента по углу наклона с помощью расширителя, выравнивание головки бура для ровного входа в почву;
  6. Отладка радиосвязи между членами бригады;
  7. В котлованах оборудуется дополнительное отведение для бентонитовой жидкости и грунтовых вод, если их будет слишком много.

На стадии подготовки важно просчитывать местоположение уже существующих трубопроводов, чтобы не повредить их во время земляных работ. При монтаже установок для замеса бетонита и бурения необходимо выдерживать дистанцию между ними, минимальное расстояние составляет 10 м.

Перед прокалыванием следует изучить состав почвы, подбирать соответствующий инструмент для успешного прохода головки бура сквозь грунт. Всю локацию проведения работ, где установлены специальные устройства, а также в месте выхода бура, ограждают желтой предупредительной лентой.

Прокладывание трубопровода и других коммуникаций

После проведения подготовительных работ, приступают к ГНБ:

  1. Прокладывается пилотная скважина с сечением 10 см;
  2. Отладка оборудования, регулировка наклона головки бура на 10 – 20° относительно линии горизонта;
  3. Прохождение бура с проверкой траектории через каждые 3 м и корректированием направленности инструмента;
  4. Расширение пилотное скважины: первоначальный инструмент вынимается из прокола, заменяется на расширитель;
  5. Полное проведение расширителя сквозь образовавшийся канал с постоянным корректированием движения.

При ГНБ обязательно использование бурильного раствора. В функции состава входит размягчение почвы для простейшего прохода инструмента сквозь нее.

Важно учитывать возможность осыпания грунта. Для исключения нарушения технологии проведения коммуникации необходимо соединять все части труб между собой надежно, чтобы давление почвы или осыпающиеся фрагменты не нарушили их целостность.

Подберем установку для любых видов ГНБ

Мы более 10 лет работаем в сфере ГНБ и сможем подобрать оптимальную модель установки для бестраншейного бурения, полный комплект бурового инструмента и расходных материалов.

Плюсы и минусы технологии

Горизонтально-направленное бурение было изобретено еще в 1960 г. С тех пор ГНБ активно используется по всему миру благодаря особенностям технологии. Как и любая методика, ГНБ имеет свои преимущества и недостатки.

Технология ГНБ

Устройство закрытого подземного перехода методом ГНБ подходит для прокладки самых разных инженерных сетей и коммуникаций, например, водопровода, газопровода, канализации, электрокабелей или кабелей связи.

Горизонтально-направленное бурение (метод ГНБ) – один из самых безопасных способов бестраншейной прокладки труб. При использовании данного метода поверхность ландшафта остается нетронутой. Трубопровод можно проложить под железной дорогой, автомобильной магистралью, рекой, лесом, парком или оврагом.

Главные отличительные преимущества технологии ГНБ от традиционного, открытого метода

Отсутствует необходимость в дорогостоящих креплениях для траншей на большой глубине
(>2 метров)

Понижении уровня грунтовых вод.

До начала буровых работ

Инженерная подготовка объекта ГНБ включает в себя:

Оценка проектной документации : длина прокола, диаметр трубы, типы грунтов по геологическим изысканиям, правильность запроектированной траектории по изгибу штанг, расстояния до пересекаемых коммуникаций, наличие всех необходимых согласований.

Выезд на место производства работ , оценка общей ситуации на местности, выбор оптимального места для размещения бурового комплекса и места для сварки плети трубопровода, наличие подъездных путей для техники, наличие источника воды для приготовления буровой смеси.

Выбор подходящей буровой установки нужной мощности, диаметра и длины штанг, выбор правильных типов и диаметров расширителей, цанговых захватов или оголовков труб, выбор системы локации и зонда-излучателя, подбор бентонита и полимеров для типов грунтов данного объекта.

Геодезическая разбивка начала и конца прокола , вынос и закрепление на местности характерных точек прокола (углы поворотов, пересечение с действующими коммуникациями и т.д.).

Вызов представителей эксплуатирующих организаций , получение разрешений на производство буровых работ в охранной зоне действующих коммуникаций. При необходимости — шурфление существующих сетей, уточнение их местоположения в плане и профиле.

Разработка стартового и приемного котлованов , устройство инвентарных ограждений строительной площадки и перебазировка на точку входа бурового комплекса, на точку выхода — трубы, сварка труб в единую плеть с оголовком.

Оборудование для ГНБ

Для проведения горизонтально-направленного бурения необходимо следующее оборудование.

Установка ГНБ

Самоходная машина на колесном или гусеничном шасси. Основные рабочие элементы агрегата (бур, дизельный двигатель, гидравлика, панель управления, место оператора) смонтированы на раме. На ней же установлен буровой лафет с тисками и каретка, отвечающая за подачу штанг и их поступательное движение. Над лафетом располагается кассета со штангами и механизм подачи штанг на лафет. На раме монтируются опоры и анкерные устройства (до четырех штук), отвечающие за надежную фиксацию буровой установки на грунте.

Буровые установки различают по следующим характеристикам:

максимальный диаметр скважины;

максимальная длина бурения;

Система локации

При ГНБ важно обеспечить четкое соблюдение траектории прокладки скважины, а также выход бура в нужном месте в финишном (приемном) котловане. Для этого применяется локационная система, состоящая из двух основных элементов:

Зонд. Встроенный в буровую головку, он передает информацию о ее положении в грунте (глубину заземления, угол наклона и поворота), температуре и др.

Локатор. Принимает и обрабатывает информацию от зонда. Получаемые от зонда сведения одновременно видит оператор и локационной установки и буровой машины. По радиосвязи, локаторщик может руководить действиями оператора установки ГНБ, например, корректировать направление буровой головки.

К тому же, применение локационной системы позволяет обойти подземные коммуникации (трубопроводы, кабеля, другие препятствия).

Расширитель (ример)

Представляет собой цельнолитой или сварной корпус, к которому приварены зубья с твердосплавными наконечниками. Ведущие кромки расширителя армированы износостойким сплавом.

Применяется для увеличения диаметра пилотной скважины. В зависимости от грунта подбирается оптимальный тип римера: шнековый, колонковый, винтовой, колесообразный, роллерный, шарошечный.

Бурильная штанга

Отвечает за передачу крутящего момента от буровой установки к буру или расширителю. Наличие наружной резьбы с одной стороны и внутренней с другой гарантируют надежное штанг с инструментов ГНБ.

Насосно-смесительный узел

Установка НСУ ГНБ отвечает за подготовку бурового раствора (бетонита), его подачу в в рабочую зону (к форсункам буровой головки), последующую очистку от породы и повторной подачи.

размывает грунт на заборе скважины;

удаляет образующийся буровой шлам;

временно усиливает внутренние стенки скважины, предотвращая ее обрушение;

охлаждает буровую головку.

Аппарат для сварки ПЭ труб

Для сборки трубопровода применяется стыковая сварка. Торцы труб нагреваются и совмещаются под давлением.

Начало пилотного бурения ГНБ

1 этап – бурение пилотной скважины

калибровка системы локации с зондом-излучателем;

установка зонда в буровую голову. Головка оснащена буровой лопаткой с зубьями для разрушения породы при бурении, при этом лопатка расположена под скосом. Скос лопатки необходим для выполнения руления буровой колонной. При вращении штанг на 360 градусов и одновременном толкании, штанга продвигается по прямой. Для того, чтобы штанга отклонилась в сторону, нужно повернуть головку в определенное положение (на 12-3-6-9 часов или промежуточное значение) и начать задавливать штангу без вращения до тех пор, пока колонна штанг не отклонится от оси бурения до требуемого угла.

буровые штанги забуриваются в грунт по проектной траектории до точки выхода. Контроль за положением головки осуществляет локаторщик с помощью системы локации с поверхности земли. После того, как головка вышла в приемный котлован, она снимается, а на ее место устанавливается первый риммер-расширитель.